7.光学综合专题精练-2026年中考科学三轮精练冲刺(浙江统考专用)
2026-05-15
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)九年级下 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 综合内内容与测试 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 35.87 MB |
| 发布时间 | 2026-05-15 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57880669.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
光学综合专题
1.镜子迷宫由多个平面镜构成,下列关于游客在镜中所呈像的特点,说法正确的是( )
A.人靠近镜子时,镜中的像变大
B.镜中呈现的多个“自己”是由实际光线会聚而成的
C.人靠近镜子时,像的位置不变
D.人远离镜子时,像相对镜子的速度与人相对镜子的速度相同
2.下列是小科在完成平面镜成像实验后画出的成像光路图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,玻璃板垂直放置于水平桌面上,A侧立有一枚棋子,现将玻璃板绕底边向B侧翻转一定角度,下列说法不正确的是( )
A.平面镜成像的原理是光的反射 B.眼睛应从A侧观察棋子的成像情况
C.转动时棋子像的大小始终保持不变 D.转动时棋子顶端与其像之间的距离保持不变
4.为了便于顾客挑选心仪的服装,许多服装店的衣柜门装有平面镜。如图,某顾客静止站在衣柜门的正前方,当衣柜门沿轨道向右水平移动时,顾客在平面镜中所成的像将( )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持不变 D.逐渐消失
5.如图所示,一个小朋友的正面对着镜子。下列做法可以让镜中的像相对于地面向左移的是( )
A.镜子不动,人向左平移 B.镜子不动,人向右平移
C.人不动,镜子向左平移 D.人不动,镜子向右平移
6.如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和某种透镜组成,下列说法正确的是( )
A.地面的广告图标是虚像
B.这种广告投影灯的镜头为凸透镜
C.为了让地面广告图标变大,可以适当上移广告片
D.为了能从不同角度看见该广告图标,应选择光滑的地面
7.小科用显微镜观察细胞结构,通过目镜观察发现:载玻片向上移动时,视野中的像向下移动。由此可推断显微镜中所呈像的特点为( )
A.正立、放大 B.正立、缩小 C.倒立、放大 D.倒立、缩小
8.下列现象不能说明光是沿直线传播的是( )
A.激光准直 B.“手影”游戏 C.昼夜现象 D.雨后彩虹
9.汽车电子外后视镜是用车外摄像头和车内显示屏替代传统光学后视镜的智能视野系统,工作原理是通焦距可调的高清摄像头捕捉车辆周围环境的实时画面,经过图像处理后,将画面显示在车内的显示屏上。下列有关电子外后视镜说法错误的是( )
A.摄像头利用光的折射成像
B.后车超车时,显示屏上后车的像逐渐变大
C.可以通过改变摄像头焦距,改变观察范围
D.物体通过摄像头成正立、缩小的实像
10.初夏的清晨,可以看到叶片上经常挂有晶莹的露珠(如图),透过露珠看到叶脉所成的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、放大的虚像
11.下列现象中是由于光发生折射形成的是( )
A.放大镜把字放大 B.杯子形成的影子
C.月亮在水中的倒影 D.平面镜中形成的像
12.俄乌冲突中,双方广泛使用光纤无人机执行侦察与打击任务。这种无人机通过尾部拖曳的光导纤维与地面控制站保持通信,确保信号稳定且不易被干扰。如图,光导纤维在传递信息时光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
13.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B. C. D.
14.学习光的传播后,小科做了如下实验:①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线(如图);②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光发生了弯曲;③搅拌后,光又变直了。由上述现象可得( )
A.光在均匀介质中才沿直线传播 B.光的传播需要介质
C.光只有在水中才能沿直线传播 D.光在海波溶液中不能沿直线传播
15.用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲所示)。若蜡烛的成像位置如图乙所示,为使像出现在烧杯中,仅需移动玻璃板的方向是( )
A.① B.② C.③ D.④
16.驾驶员可以通过后视镜观察后方来车。下列光路图中能正确表示驾驶员观察后方来车的是( )
A. B.
C. D.
17.如图宇树机器狗光电传感器中的光学元件相当于凸透镜,与其成像原理相同的是( )
A.放大镜 B.投影机 C.照相机 D.潜望镜
18.汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A. B. C. D.
19.手影是一种光影游戏,在光的照射下展示各式各样活灵活现的动物形象,如图是“兔子”的手影。手影形成的原因是( )
A.光的反射 B.光的折射 C.平面镜成像 D.光沿直线传播
20.在探究凸透镜成像规律时,点燃蜡烛后,调节蜡烛、透镜、光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示,下列说法不正确的是( )
A.照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致
B.假设蜡烛与光屏位置互换,光屏仍能接收到清晰的像
C.假设透镜的上半部分被遮挡,则在光屏上的像将不完整
D.透镜位置不变,向左移动蜡烛,要接收到清晰的像,光屏应向左移动
21.如图所示是三洋湿地的鹭在水面上空飞行的某一瞬间,关于鹭在水中成的像,下列叙述正确的是( )
A.是正立的实像 B.鹭越靠近水面,像越大
C.鹭和它的像到水面的距离相等 D.鹭在水中所成的像是由光的折射形成
22.丽水机场即将通航,届时工作人员可以通过配戴的AR眼镜对乘客自动拍照、扫描,快速的验证身份信息。AR眼镜的摄像头能成实像的原因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
23.在学习过程中,不注意用眼卫生容易导致近视,最新数据显示我国学生总体近视率达52.7%,为了矫正视力,许多同学选择配戴近视眼镜,近视眼镜属于( )
A.凹面镜 B.凸面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
24.一只白鹭飞向水边,出现了如图所示的两个影。下列说法正确的是( )
A.黑影是光的反射形成的 B.倒影是白鹭等大的虚像
C.两个影的形成原理相同 D.倒影是光的折射形成的
25.如图是某款智能镜启动系统模型,人的面部可通过摄像头成像在感光组件上,进行识别后启动使用该镜。下列有关启动系统说法正确的是( )
A.感光组件上所成的像是倒立的虚像 B.感光组件上所成的像是放大的实像
C.该系统成像原理和放大镜相同 D.该系统成像原理和照相机相同
26.我国敦煌的塔式光热电站由 12000 面“定日镜”围绕吸热塔组成,每面镜子能追踪太阳并将太阳光照射到塔顶的接收器上,这一现象是由于光的( )
A.反射 B.折射 C.色散 D.直线传播
27.中国古代名瓷黑釉木叶纹盏,其底部印有叶片,往盏中注水后,看到叶片仿佛“漂浮”在水中。下列光路图能正确表示看到“叶片漂浮”的原理是( )
A. B.
C. D.
28.如图在探究凸透镜成像规律的实验中,小文得到了一个清晰的像。为了在光屏上得到一个更大且清晰的像,他可以进行的操作是( )
A.向右移动蜡烛 B.向右移动凸透镜
C.向左移动光屏 D.向左移动凸透镜
29.将带有F字样的光源放在装有水的鱼缸前,调整F光源和鱼缸的位置,在墙壁上得到了缩小的实像,则F光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是( )
A. B.
C. D.
30.如图是小科旅游时拍摄的大桥美景, 下列说法不正确的是 ( )
A.河面上桥的倒影是光的反射形成的 B.河面上桥的倒影和桥是等大的
C.桥在水中的倒影是虚像 D.拍摄时手机上成的像是等大的实像
31.福甘看到弟弟的水弹珠洒落在地上时,阳关照射下每个弹珠下方都有亮亮的光斑,这是因为阳光经过弹珠时( )
A.发生折射 B.发生反射 C.发生色散 D.沿直线传播
32.无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是( )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
33.2025年亚冬会“以冰点火”,将冰打磨成一定形状,使之能会聚太阳光,采集亚冬之火。则冰的作用应该与下列哪个光学元件的作用相同( )
A.平面镜 B.凹透镜 C.凸透镜 D.凸面镜
34.下列工具的应用,主要体现光的直线传播原理的是( )
A.穿衣服时,照镜子 B.看远处时,用望远镜
C.阳光强烈时,用遮阳伞 D.看黑板时,戴近视眼镜
35.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
36.在黄岩二月二的传统灯会上,某商家利用凸透镜在墙面(相当于光屏)上呈现“我黄岩”清晰的像(如图所示)。若F表示焦点,f表示焦距,则“黄岩”两字的光源应放在区域( )
A.① B.② C.③ D.④
37.如图所示是老年人专用指甲钳,手柄处嵌有辅助放大镜。下列分析正确的是( )
A.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成倒立放大的实像
B.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成正立放大的虚像
C.该透镜为凹透镜,通过光线发散使物体视觉放大
D.该透镜为凸透镜,成像原理基于光的反射定律
38.在周杰伦《青花瓷》的歌词中“月色被打捞起”,水中月形成的原理与下列哪个现象原理是相同的( )
A.雨后彩虹的形成 B.筷子在水中弯折
C.日食月食现象 D.照镜子整理仪容
39.科学研究是以实验为基础。下列实验设计与实验目的不相符的是( )
A.将背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D.将凹透镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视的矫正方法
40.为提升驾驶安全性,手机导航软件有抬头显示模式,此模式下手机显示画面与正常模式并不相同。如图甲所示,把此模式下的手机平放在挡风玻璃前,手机中导航信息成像在司机视野前方,不需要低头看手机屏幕。若司机观察到视野前方的像如图乙所示,则他观察到的手机上的导航界面图像为( )
A. B. C. D.
41.如图所示在研究平面镜成像特点的实验中,应该选择的蜡烛组合是( )
A. B. C. D.
42.如图所示,一只水鸟站在清澈浅水滩中觅食,其蹼足已浸入水中。下列现象由光在水面发生反射形成的是( )
A.黑影的形成 B.倒影的形成
C.看到水中的蹼足 D.各个角度能看到水鸟
43.汽车“平视显示系统”是将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野前方,减少低头次数,提升行车安全。如图所示,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A. B. C. D.
44.小科在研究凸透镜成像规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图位置,光屏上得到一个清晰的像。下列有关说法正确的是( )
A.放映电影就是利用该原理 B.呈现的是一个倒立放大的实像
C.若将光屏靠近凸透镜,所成的像变大 D.若将蜡烛远离凸透镜,所成的像变小
45.如图是一款黑科技阅读设备—“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术,开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上,直接在桌面上用手进行触控操作,犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是( )
A.桌面上所成的像是正立放大的虚像 B.投影仪的镜头是凸透镜
C.白色桌面便于反射各种色光 D.选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
46.如图所示为一款能够感应红外线的玩具飞碟。
(1)红外线是一种电磁波,红外线的传播 (填“需要”或 “不需要”)介质。
(2)该玩具飞碟利用螺旋桨推动空气向下运动,同时实现竖直升空,其中蕴含的科学原理是
。
(3)该玩具飞碟电池储存的能量为3600焦,若保持 10 瓦的输出功率,理论上该玩具飞碟可以运行时间为 。
47.某科学小组开展“自制温度计”项目化学习。图1和图2分别是两种不同类型的自制温度计作品。
(1)图1所示的温度计利用广口瓶内气体热胀冷缩原理工作,据此比较玻璃管上A、B两点刻度示数tA和tB的大小: 。
(2)图2所示的温度计利用金属棒热胀冷缩使杠杆绕支点O转动,带动激光笔发出的激光照射在标尺不同位置上以显示相应温度。为了确保该温度计能正常工作,在激光笔和标尺之间不能存在障碍物,这涉及到光的原理是 。
(3)从伽利略发明空气温度计开始,人们从感温物质和显示原理等角度不断改进温度计,逐步发展到今天精准的数字温度计。下列观点正确的是 。(可多选)
A.新产品的发明与普通人无关 B.产品开发以科学原理为基础
C.技术发展是不断改进的过程 D.仅数字温度计具备实用价值
48.学校运动会是同学们最喜欢的活动。因为不能近距离观看。同学们携带了望远镜、调焦照相机。还有家长使用了无人机拍摄。
(1)无人机拍摄时视野中出现了无人机的影子,这是由于 形成的;
(2)学生使用调焦照相机常采用改变像距的对焦方式,即向外或向内移动镜头(凸透镜)来增大或减小像距,使像成在底片处。若给更远的运动员拍摄照片,相机镜头应 移动(填“向外”或“向内”);
(3)100m赛跑时,小科前30m做加速直线运动,后70m做匀速直线运动,通过终点时的速度是,成绩是15s,无缘决赛,那么他在前30m的平均速度是 。
49.图1是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更 一些。像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面。童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴图2中
(填“甲”、“乙”或“丙”)所示的眼镜片。
50.如图甲所示是装在高处的广告投影灯,可在地面上投射出广告图标,其内部结构如图乙所示。
(1)人们看到的广告图标是广告片通过凸透镜在地面上成的 (选填“虚像”或“实像”)。
(2)人们能从各个方向看到地面上的广告图标是因为光在地面发生 (选填“漫”或“镜面”)反射。
(3)要使地面上的广告图标变得更大,可进行的操作是 。
51.小湖用放大镜观察报纸上的字是正立、放大的,观察远处的居民楼是倒立、缩小的,他好奇,物体经过凸透镜所成像的正倒、大小跟物体与凸透镜的距离有什么关系,设计了实验进行探究。
步骤一:选择一块凸透镜,测出其焦距为10.50厘米。
步骤二:把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节它 们的高低使三者的中心大致处于同一高度。
步骤三:点燃蜡烛,把蜡烛放在距离凸透镜30.00厘米的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰 的像,观察像的正倒、大小特点,测量光屏到凸透镜的距离,记录在表格中。
步骤四:将蜡烛逐次移近凸透镜,重复实验,将数据记录在表格中。
实验次数
物距(厘米)
像的性质
像距(厘米)
1
30.00
倒立、缩小的像
16.12
2
20.00
倒立、放大的像
22.12
3
10.00
正立、放大的像
(1)该实验的自变量是 。
(2)步骤一测量凸透镜焦距的方法是
。
(3)第3次实验小湖没有记录像距的原因是 。
(4)分析实验数据,小湖得出结论“当物距大于两倍焦距时,物体经凸透镜成倒立缩小实像;当物距在一倍两倍焦距之间时……”。同学们质疑,物体经凸透镜成倒立缩小实像时,物距为什么是大于两倍焦距,而不是大于2.2倍焦距、2.5倍焦 距。为了回应同学们的质疑,你认为需要进行进一步的实验是 。
52.某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜进行以下探究实验,装置如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,先在两个透明长方体玻璃容器中喷入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜制成水透镜,再将其放在两个玻璃容器之间,如图甲所示。让一束光沿箭头方向射入玻璃容器,经水透镜折射后光将 (选填“偏离”或“偏向”)主光轴,使用蚊香烟雾的原因是 ;
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,应将水透镜 (选填“向上”或“向下”)移动;
(3)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如下表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为 cm。
次数
1
2
3
4
5
物距(cm)
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距(cm)
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
53.某同学对凸透镜成像的内容非常感兴趣,课后利用焦距不同的凸透镜(焦距分别为12cm、15cm、18cm、20cm)进行实验。
(1)选用焦距为15cm的凸透镜,点燃蜡烛后,移动光屏位置,直到能成清晰的像,如图所示(像未画出),这个像是倒立、 的实像;
(2)更换一个焦距为12cm的凸透镜,保持凸透镜和光屏的位置不变, (填“向左”或“向右”)移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像;
(3)上述实验现象可以模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处物体的过程,看近处物体时,人眼晶状体对光的偏折能力 (填“变强”“不变”或“变弱”)。
54.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中,某同学移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图1所示,此时所成像的特征是 。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到 厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,他模拟了近视和远视的矫正。图乙中,给透镜A戴上“眼镜”(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下“眼镜”后,光屏上的像变模糊,如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰,应将蜡烛向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
55.某项目化学习小组想要制作“针孔照相机”,并制定了产品评价量表如下。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能成像,清晰
能成像,不够清晰
不能成像
指标二
像的大小可调节且能调至足够小
像的大小可调节但不能调至足够小
像的大小不可调节
该小组在外筒左侧的底部中心开了一个小孔、外筒右侧开口,将A、B两端都开口的内筒插入外筒,如图甲所示。
(1)针孔照相机成像的原理是 。
(2)为使针孔照相机的两个指标均达到优秀,应将半透明纸包在内筒的 (填“A”或“B”)端。
(3)为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的?请在图乙中画图解释。
(4)将镜头对准燃烧的蜡烛“拍摄”,为了使半透明纸上的像变得更大一些,应进行的操作是
。
56.研学活动中,小明参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表。
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
正倒
大小
1
24.0
倒立
缩小
17.2
2
22.0
倒立
缩小
18.8
3
20.0
倒立
等大
20.0
4
18.0
倒立
放大
22.4
5
16.0
倒立
放大
27.0
……
凸透镜成缩小实像时,物距 (选填“>”、“<”或“=”)像距;
(3)小明受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f<u<2f。小华对小明的观点提出了质疑,他继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像。小华撤去光屏,从图丙中 侧(选填“A”或“B”)向透镜方向观察,看到了正立放大的像,测得物距为8.0cm,他推测u和f的关系应为u<f。请判断哪位同学的推测合理,并说明理由:
。
57.兴趣小组同学在“拓展课”中对光学的有关实验进行了进一步的研究:
(1)小阳利用3只相同的蜡烛和透明玻璃板进行实验(如图甲),当A烛焰的像恰好落在B蜡烛位置时,从俯视图观察到“B蜡烛被点燃”的现象。若要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的 。
A. B.
C. D.
(2)小阳把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,位置如图乙,恰好能在光屏上成清晰的倒立、
(填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小阳用易拉罐制成如图丙的针孔照相机,若仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状 (填“会”或“不会”)改变。
58.学校科技节开展“水流光纤”实验探究,同学们查阅资料得知:一定条件下光在水流中通过全反射原理传输,某科学小组利用透明塑料瓶、激光笔、清水等材料模拟光纤原理。在距瓶底10cm处开一直径2mm的小孔(接出水管),注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射(如图丙所示),观察实验现象。
(1)根据图甲与图乙分析,在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的主要原因是
(填字母);
A.水流对光的折射作用 B.光在水流表面发生多次全反射
C.水流的颜色吸引了光线 D.光在水中的传播速度较快
(2)实验中,水流需满足的条件:水流必须足够 (选填“透明”或“浑浊”),才能清晰地观察到光沿水流传播的现象,原因是 ;
(3)某小组用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为
。
59.甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是 (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛 B.在玻璃板前蜡烛A这一侧 C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的 实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
60.某科学小组用图1所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一 。
(2)图1中光屏上恰好成清晰的像,该像的性质是倒立、放大的 像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,则接下来应该先移动 。
(4)小组同学改用图2装置来探究近视眼和远视眼的成因,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里 (填“注水”或“抽水”)。
61.如图所示,小港同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
(1)小港同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);若仅将蜡烛和光屏互换位置,则光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(2)此时水透镜的焦距可能是 。
A. B. C.
(3)小港同学想要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜 (选填“注水”或“抽水”)。
62.在研究“光的反射定律”时,小科设计了如图实验装置。半圆形滑轨固定在水平底座上,其圆心O处放置一小平面镜,红色激光笔A可以沿滑轨自由滑动,发射的激光始终对准圆心O点:L形支架上激光笔B发出绿色激光,该激光垂直于平面镜射入圆心O点。
(1)实验中激光笔B发出的绿色激光用于模拟 (选填“入射光线”、“反射光线”或“法线”);
(2)实验过程中,小科观察不到激光的传播路径。请你提供一种能将光路显示出来的措施:
;
(3)光路显示出来后,小科从半圆形滑轨的侧面某一位置观察。发现所有光束刚好重合,经多次改变红色激光的入射角度均能出现这种现象。由此可以得出的结论是:
。
63.小科在项目化“制作凸透镜”的实践中,更加深刻地理解了凸透镜的相关知识。
(1)制作凸透镜:用剪刀在塑料矿泉水瓶的凸起部位剪取一样大小的两块塑料片,凸起部位朝外,中间装满水,用热熔胶封闭连接处。然后测焦距,方法为
;
(2)评估检测:“制作凸透镜”的评价量规表如下所示,其中“?”可填: ;
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
结构完整与美观效果
不漏水,有手柄且美观
不漏水,无手柄,美观
?
(3)小文测出此凸透镜的焦距为,在研究凸透镜成像的规律时,有一组实验是将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置,此时成像特点: ;
(4)将蜡烛换成“F”形的LED。灯x光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后的一个优点: 。
64.小强做光的色散实验,看到白光经三棱镜折射后,光屏上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光带(如图甲所示)
(1)请你根据白光经三棱镜折射情况,在图乙中画出红光、紫光经凸透镜折射后的光线(图中a、b两点表示焦点)。
(2)小强继续利用这个凸透镜探究凸透镜成像规律。如图丙所示,适当移动在光具座上的蜡烛和透镜的位置,在光屏上得到一个缩小的像,根据光路可逆,当透镜向__移动时(选填“左”或“右”),又会在光屏上得到一个放大的像。
(3)小丽发现,蜡烛燃烧变短,要使像重新成在光屏的中心,应将凸透镜向__调(选填“上”或“下”),调好后,烛焰中心在凸透镜__(选填“主光轴的上方”“主光轴的下方”或“主光轴上”)。
65.小明在学习了凸透镜成像规律后,继续深入探究。
凸透镜编号
焦距/cm
直径/cm
①
5
3.5
②
5
4.5
③
10
4.5
④
15
4.5
(1)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图所示,则小明看到的像应是 (选填字母);
(2)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
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光学综合专题
1.镜子迷宫由多个平面镜构成,下列关于游客在镜中所呈像的特点,说法正确的是( )
A.人靠近镜子时,镜中的像变大
B.镜中呈现的多个“自己”是由实际光线会聚而成的
C.人靠近镜子时,像的位置不变
D.人远离镜子时,像相对镜子的速度与人相对镜子的速度相同
【答案】D
【解析】A.平面镜成像时,像和物大小相等;人靠近镜子时,镜中像的大小不变,故A错误;
B.平面镜成的像是虚像,镜中呈现的多个“自己”是由反射光线的反向延长线会聚而成的,是虚像,实像是由实际光线会聚而成的,故B错误;
C.平面镜成像时,像和物到镜面的距离相等,人靠近镜子时,像也靠近平面镜,像的位置变化,故C错误;
D.人远离镜子时,像也远离镜子,像和物体到镜面的距离相等,像相对镜子的速度与人相对镜子的速度相同,故D正确。故选D。
2.下列是小科在完成平面镜成像实验后画出的成像光路图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】烛焰上一点发出的光线经平面镜反射后,反射光线的反向延长线会聚于一点,这个点就是发光点的像,平面镜成的像和物体关于镜面对称,故选D。
3.如图所示,玻璃板垂直放置于水平桌面上,A侧立有一枚棋子,现将玻璃板绕底边向B侧翻转一定角度,下列说法不正确的是( )
A.平面镜成像的原理是光的反射 B.眼睛应从A侧观察棋子的成像情况
C.转动时棋子像的大小始终保持不变 D.转动时棋子顶端与其像之间的距离保持不变
【答案】D
【解析】A.平面镜成像的原理就是光的反射,故A正确;
B.棋子在A侧,反射光线从A侧射出,观察棋子的像需要在A侧,故B正确;
C.平面镜成像中,像与物体大小始终相等,转动时棋子大小不变,因此像的大小也不变,故C正确;
D.根据平面镜成像规律,像和物到镜面的距离相等,物与像的距离等于2倍的物到镜面的距离。玻璃板向B侧翻转后,棋子顶端到玻璃板的距离减小,因此棋子顶端和它像之间的距离也会减小,故D错误。本题选择描述不正确的,故选D。
4.为了便于顾客挑选心仪的服装,许多服装店的衣柜门装有平面镜。如图,某顾客静止站在衣柜门的正前方,当衣柜门沿轨道向右水平移动时,顾客在平面镜中所成的像将( )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持不变 D.逐渐消失
【答案】C
【解析】平面镜成的像与物关于平面镜对称。当衣柜门沿轨道向右水平移动时,平面镜所在平面位置不变,所以顾客在平面镜中所成的像将保持不变,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
5.如图所示,一个小朋友的正面对着镜子。下列做法可以让镜中的像相对于地面向左移的是( )
A.镜子不动,人向左平移 B.镜子不动,人向右平移
C.人不动,镜子向左平移 D.人不动,镜子向右平移
【答案】A
【解析】A.镜子不动,人向左平移,根据像与物关于镜面对称,像也会向左平移,那么镜中的像相对于地面向左移,故A正确;
B.镜子不动,人向右平移,依据像与物关于镜面对称,像会向右平移,镜中的像相对于地面向右移,故B错误;
C.人不动,镜子向左平移,由于像与物关于镜面对称,此时像相对于镜子向右移动,那么镜中的像相对于地面静止不动,故C错误;
D.人不动,镜子向右平移,按照像与物关于镜面对称,像相对于镜子向左移动,镜中的像相对于地面静止不动,故D错误。故选A。
6.如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和某种透镜组成,下列说法正确的是( )
A.地面的广告图标是虚像
B.这种广告投影灯的镜头为凸透镜
C.为了让地面广告图标变大,可以适当上移广告片
D.为了能从不同角度看见该广告图标,应选择光滑的地面
【答案】B
【解析】A.根据凸透镜成像规律,当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,地面的广告图标是实像,并非虚像,故A错误;
B.广告投影灯是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的,所以这种广告投影灯的镜头为凸透镜,故B正确;
C.依据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,为了让地面广告图标变大,应适当下移广告片(减小物距),而不是上移,故C错误;
D.为了能从不同角度看见该广告图标,需要让光发生漫反射,所以应选择粗糙的地面,而不是光滑的地面(光滑地面会发生镜面反射,只能在特定角度看到),故D错误。故选B。
7.小科用显微镜观察细胞结构,通过目镜观察发现:载玻片向上移动时,视野中的像向下移动。由此可推断显微镜中所呈像的特点为( )
A.正立、放大 B.正立、缩小 C.倒立、放大 D.倒立、缩小
【答案】C
【解析】在显微镜下所成的像是一个倒像,即上下、左右均颠倒的像。当载玻片向上移动时,实际物体位置向上移动,由于显微镜成的是倒像,所以视野中看到的像就会向下移动。因此,显微镜中所呈像的特点为倒立、放大,故C正确,ABD错误。
8.下列现象不能说明光是沿直线传播的是( )
A.激光准直 B.“手影”游戏 C.昼夜现象 D.雨后彩虹
【答案】D
【解析】A.光在同种均匀介质中沿直线传播,激光准直利用的就是光沿直线传播,故A不符合题意;
B.手影游戏,影子是光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体,在物体后面形成的光照不到的暗区,故B不符合题意;
C.昼夜现象是由于来自于太阳的光线被遮挡形成的,说明光是沿直线传播的,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散现象,是由于光的折射形成的,故D符合题意。故选D。
9.汽车电子外后视镜是用车外摄像头和车内显示屏替代传统光学后视镜的智能视野系统,工作原理是通焦距可调的高清摄像头捕捉车辆周围环境的实时画面,经过图像处理后,将画面显示在车内的显示屏上。下列有关电子外后视镜说法错误的是( )
A.摄像头利用光的折射成像
B.后车超车时,显示屏上后车的像逐渐变大
C.可以通过改变摄像头焦距,改变观察范围
D.物体通过摄像头成正立、缩小的实像
【答案】D
【解析】AD.摄像头相当于凸透镜,其成像原理属于光的折射,利用的是物距u>2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,故A正确,不符合题意,D错误,符合题意;
B.根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,后车超车时,物距变小,像距变大,司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大,故B正确,不符合题意;
C.根据题意知道,汽车电子外后视镜工作原理是通过高清摄像头(焦距可调)捕捉车辆周围环境的实时画面,即通过改变摄像头焦距,改变观察范围,故C正确,不符合题意。故选D。
10.初夏的清晨,可以看到叶片上经常挂有晶莹的露珠(如图),透过露珠看到叶脉所成的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、放大的虚像
【答案】D
【解析】叶片上的露珠是凸透镜,其原理与放大镜的原理相似,放大镜所成的是正立、放大的虚像,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
11.下列现象中是由于光发生折射形成的是( )
A.放大镜把字放大 B.杯子形成的影子
C.月亮在水中的倒影 D.平面镜中形成的像
【答案】A
【解析】A.放大镜属于凸透镜,把字放大是利用光的折射形成虚像,故A符合题意;
B.影子是光沿直线传播时,被不透明物体阻挡形成的暗区,属于光的直线传播现象,故B不符合题意;
C.月亮在水中的倒影是平面镜成像,原理是光的反射,故C不符合题意;
D.平面镜成像是光的反射形成的,故D不符合题意。故选A。
12.俄乌冲突中,双方广泛使用光纤无人机执行侦察与打击任务。这种无人机通过尾部拖曳的光导纤维与地面控制站保持通信,确保信号稳定且不易被干扰。如图,光导纤维在传递信息时光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
【答案】B
【解析】光纤通信是利用光在光导纤维中不断反射将信息从内芯的一端传输到另一端,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
13.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】我们能再次看到硬币,是硬币反射的光线从水中射出,经过水面折射后进入人眼,因此光的传播方向是从水到空气,箭头方向朝向空气;根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线远离法线。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
14.学习光的传播后,小科做了如下实验:①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线(如图);②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光发生了弯曲;③搅拌后,光又变直了。由上述现象可得( )
A.光在均匀介质中才沿直线传播 B.光的传播需要介质
C.光只有在水中才能沿直线传播 D.光在海波溶液中不能沿直线传播
【答案】A
【解析】从①中我们发现光在水中沿直线传播;而②中的光线不再沿直线传播,不同于①的是介质不再均匀,③现象中的光线又沿直线传播,是由于经搅拌后,介质又变得均匀;可以得出,光在同一种均匀介质中才沿直线传播,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
15.用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲所示)。若蜡烛的成像位置如图乙所示,为使像出现在烧杯中,仅需移动玻璃板的方向是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,由图乙可知,要使像移到烧杯中,则要增大像与平面镜的距离,故要增大蜡烛到平面镜的距离,由于仅移动玻璃板,因此可把玻璃板向烧杯一侧移动,即移动的方向应是③。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
16.驾驶员可以通过后视镜观察后方来车。下列光路图中能正确表示驾驶员观察后方来车的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】驾驶员通过后视镜观察后方来车,利用的是光的反射原理,来自后方车辆的光射向后视镜,经后视镜反射后,光线进入驾驶员的眼睛,从而让驾驶员看到后方车辆。光路图中,光线方向必须是从车→后视镜→人眼,且反射角等于入射角。故ABC不符合题意;故D符合题意。故选D。
17.如图宇树机器狗光电传感器中的光学元件相当于凸透镜,与其成像原理相同的是( )
A.放大镜 B.投影机 C.照相机 D.潜望镜
【答案】C
【解析】远处的目标与凸透镜的间距在凸透镜的两倍焦距以外,通过光电传感器成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律可知,所以成像原理与照相机成像原理相同,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
18.汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】水平显示面相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,在水平显示器屏上应是,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
19.手影是一种光影游戏,在光的照射下展示各式各样活灵活现的动物形象,如图是“兔子”的手影。手影形成的原因是( )
A.光的反射 B.光的折射 C.平面镜成像 D.光沿直线传播
【答案】D
【解析】手不透明,光照射时会有一部分光被手挡住,从而形成一片黑暗的区域,即手影,手影是光的直线传播形成的,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
20.在探究凸透镜成像规律时,点燃蜡烛后,调节蜡烛、透镜、光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示,下列说法不正确的是( )
A.照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致
B.假设蜡烛与光屏位置互换,光屏仍能接收到清晰的像
C.假设透镜的上半部分被遮挡,则在光屏上的像将不完整
D.透镜位置不变,向左移动蜡烛,要接收到清晰的像,光屏应向左移动
【答案】C
【解析】A.由图可知,物距大于像距,光屏上出现清晰的像,此时光屏上成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故图中成像特点与照相机的成像特点相同,故A正确,不符合题意;
B.透镜位置不变,将蜡烛与光屏互换位置,现在的像距为原来物距,现在的物距为原来像距,根据光路的可逆性,光屏上仍能得到清晰的像,故B正确,不符合题意;
C.遮挡透镜的上半部分,蜡烛发出的光能穿过凸透镜,在光屏上成完整的像,由于透过凸透镜的光变少,像会变暗,故C错误,符合题意;
D.凸透镜成实像时的动态变化规律是物远像近像变小,若将蜡烛向左移动远离凸透镜,则应将光屏向左靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小,故D正确,不符合题意。故选C。
21.如图所示是三洋湿地的鹭在水面上空飞行的某一瞬间,关于鹭在水中成的像,下列叙述正确的是( )
A.是正立的实像 B.鹭越靠近水面,像越大
C.鹭和它的像到水面的距离相等 D.鹭在水中所成的像是由光的折射形成
【答案】C
【解析】鹭在水中成的像是平面镜成像,属于光的反射现象。
A.平面镜成的是正立、等大的虚像,不是实像,故A错误;
B.平面镜成像时,像与物体大小相等,鹭靠近水面,鹭的大小不变,所以像的大小不变,故B错误;
C.平面镜成像时,像与物体到平面镜(水面相当于平面镜)的距离相等,所以鹭和它的像到水面的距离相等,故C正确;
D.鹭在水中所成的像是由光的反射形成的,不是折射,故D错误。故选C。
22.丽水机场即将通航,届时工作人员可以通过配戴的AR眼镜对乘客自动拍照、扫描,快速的验证身份信息。AR眼镜的摄像头能成实像的原因是( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】C
【解析】AR眼镜的镜头是一个凸透镜,当物距大于二倍焦距时,AR眼镜的镜头成倒立、缩小的实像,凸透镜成像的原理是光的折射,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
23.在学习过程中,不注意用眼卫生容易导致近视,最新数据显示我国学生总体近视率达52.7%,为了矫正视力,许多同学选择配戴近视眼镜,近视眼镜属于( )
A.凹面镜 B.凸面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
【答案】C
【解析】A.凹面镜属于反射元件,它是利用光的反射原理工作的,具有聚光作用,例如手电筒的反光碗就是凹面镜,它不能用于矫正视力,所以凹面镜不符合要求,A不符合题意。
B.凸面镜同样是反射元件,它对光有发散作用,能够扩大视野,像汽车的后视镜就是凸面镜,它与视力矫正无关,因此凸面镜也不符合要求,B不符合题意。
C.凹透镜是折射元件,中间薄、边缘厚,对光线有发散作用。当近视患者佩戴凹透镜时,凹透镜可以使进入眼睛的光线先发散,然后再经过眼球的折射,使像成在视网膜上,从而矫正视力,所以凹透镜符合矫正近视的要求,C符合题意。
D.凸透镜也是折射元件,中间厚、边缘薄,对光线有会聚作用,它主要用于矫正远视(老花眼),与近视的矫正相反,所以凸透镜不符合要求,D不符合题意。故选C。
24.一只白鹭飞向水边,出现了如图所示的两个影。下列说法正确的是( )
A.黑影是光的反射形成的 B.倒影是白鹭等大的虚像
C.两个影的形成原理相同 D.倒影是光的折射形成的
【答案】B
【解析】A.黑影是由于光沿直线传播,白鹭挡住了光线而形成的影子,不是光的反射形成的,故A错误;
B.倒影属于平面镜成像,平面镜成像时,像和物体大小相等,倒影是白鹭等大的虚像,故B正确;
C.黑影是光沿直线传播形成的,倒影是光的反射形成的,两个影的形成原理不同,故C错误;
D.倒影是光照射到白鹭身上,反射光线照射到水面,再经水面反射形成的,是光的反射现象,不是折射形成的,故D错误。故选B。
25.如图是某款智能镜启动系统模型,人的面部可通过摄像头成像在感光组件上,进行识别后启动使用该镜。下列有关启动系统说法正确的是( )
A.感光组件上所成的像是倒立的虚像 B.感光组件上所成的像是放大的实像
C.该系统成像原理和放大镜相同 D.该系统成像原理和照相机相同
【答案】D
【解析】根据题意可知,摄像头相当于照相机,利用凸透镜成倒立、缩小实像的规律工作,故D正确,ABC错误。故选D。
26.我国敦煌的塔式光热电站由 12000 面“定日镜”围绕吸热塔组成,每面镜子能追踪太阳并将太阳光照射到塔顶的接收器上,这一现象是由于光的( )
A.反射 B.折射 C.色散 D.直线传播
【答案】A
【解析】根据图片可知,太阳光经过定日镜后改变传播方向,都会集到接收器上,这种现象叫光的反射,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
27.中国古代名瓷黑釉木叶纹盏,其底部印有叶片,往盏中注水后,看到叶片仿佛“漂浮”在水中。下列光路图能正确表示看到“叶片漂浮”的原理是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】叶片反射的光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,人逆着光线看去看到的是叶片的虚像,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
28.如图在探究凸透镜成像规律的实验中,小文得到了一个清晰的像。为了在光屏上得到一个更大且清晰的像,他可以进行的操作是( )
A.向右移动蜡烛 B.向右移动凸透镜
C.向左移动光屏 D.向左移动凸透镜
【答案】D
【解析】A.凸透镜成实像时,物近像远像变大,只向右移动蜡烛,物距减小,像距增大,像成在光屏的后方,不能得到清晰的像,故A不符合题意;
B.只向右移动凸透镜,物距增大,像距减小,像成在光屏的前方,不能得到清晰的像,故B不符合题意;
C.只向左移动光屏,像成在光屏的后方,不能得到清晰的像,故C不符合题意;
D.由图可知,物距大于像距,成倒立缩小的实像。向左移动凸透镜,当物距等于原来的像距时,由光路的可逆性可知,此时像距等于原来的物距,物距小于像距,成倒立放大的实像,故D符合题意。故选D。
29.将带有F字样的光源放在装有水的鱼缸前,调整F光源和鱼缸的位置,在墙壁上得到了缩小的实像,则F光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】装有水的鱼缸相当于一个凸透镜,要在墙壁上得到清晰的缩小实像,由凸透镜成像规律可知,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距、小于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,则物距大于像距,所以调整蜡烛和鱼缸的位置,使F光源与鱼缸的距离大于鱼缸和墙壁的距离,故B符合题意,ACD不符合题意。选B。
30.如图是小科旅游时拍摄的大桥美景, 下列说法不正确的是 ( )
A.河面上桥的倒影是光的反射形成的 B.河面上桥的倒影和桥是等大的
C.桥在水中的倒影是虚像 D.拍摄时手机上成的像是等大的实像
【答案】D
【解析】ABC.河面上桥的倒影,属于平面镜成像,像与物等大,成的是正立的虚像,原理是光的反射,故ABC正确,不符合题意;
D.照相机是凸透镜,成的是倒立、缩小的实像,故D错误,符合题意。故选D。
31.福甘看到弟弟的水弹珠洒落在地上时,阳关照射下每个弹珠下方都有亮亮的光斑,这是因为阳光经过弹珠时( )
A.发生折射 B.发生反射 C.发生色散 D.沿直线传播
【答案】A
【解析】A.水弹珠相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。当阳光经过水弹珠时,光线从一种介质(空气)进入另一种介质(水弹珠),会发生折射现象。折射后的光线会会聚在一点,从而在弹珠下方形成亮亮的光斑。所以阳光经过弹珠时发生了折射,故A符合题意;
B.光的反射是指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。而本题中是阳光透过水弹珠形成光斑,并不是光在弹珠表面反射形成的,所以不是发生反射现象,故B不符合题意;
C.光的色散是指复色光分解为单色光的现象,通常是通过三棱镜等光学元件实现的。在水弹珠形成光斑的过程中,并没有出现将太阳光分解成多种颜色光的现象,所以不是发生色散,故C不符合题意;
D.光在同种均匀介质中沿直线传播。但在本题中,阳光经过水弹珠时,由于水弹珠和周围空气是不同的介质,光线会发生偏折,不再沿直线传播,故D不符合题意。故选A。
32.无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是( )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
【答案】A
【解析】根据图片可知,,凸透镜成实像,则由凸透镜成像规律可知,凸透镜的焦距f=5cm=50mm
A.根据成实像时“物远像近小”的规律可知,离物体越远,成的像越小,屏幕上看到的景物越大,所拍摄范围越大,类似从C到D的过程,故A正确;
B.无人机摄像成倒立缩小的实像,此时物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在50mm到100mm之间,故B错误;
C.若航拍环境较暗时,需要增大光圈,即可调大镜头光圈增加进光量使照片更清晰,故C错误;
D.照相机的底片是像的位置,底片应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于100mm的位置上,故D错误。故选A。
33.2025年亚冬会“以冰点火”,将冰打磨成一定形状,使之能会聚太阳光,采集亚冬之火。则冰的作用应该与下列哪个光学元件的作用相同( )
A.平面镜 B.凹透镜 C.凸透镜 D.凸面镜
【答案】C
【解析】由“将冰打磨成一定形状,使之能会聚太阳光,采集亚冬之火”可知,冰能够会聚光线,相当于凸透镜,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
34.下列工具的应用,主要体现光的直线传播原理的是( )
A.穿衣服时,照镜子 B.看远处时,用望远镜
C.阳光强烈时,用遮阳伞 D.看黑板时,戴近视眼镜
【答案】C
【解析】A.穿衣服时,照镜子,镜子通过反射光线形成虚像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B.看远处时,用望远镜,望远镜的物镜和目镜是两个凸透镜,使用透镜来改变光路,使远处物体放大,属于光的折射现象,故B不符合题意;
C.阳光强烈时,用遮阳伞,遮阳伞阻挡阳光,形成阴影,这是因为光在空气中沿直线传播,无法绕过障碍物,从而产生遮挡效果,故C符合题意;
D.看黑板时,戴近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,通过折射光线发散,使像落在视网膜上,属于光的折射现象,故D不符合题意。故选C。
35.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
【答案】C
【解析】A.桥的倒影是平面镜成像,由光的反射形成,故A错误;
B.人佩戴的凹透镜对光具有发散作用,矫正近视眼,故B错误;
C.墙上手影是由于手挡住了光线的传播,是由光的直线传播形成的,故C正确;
D.漫反射的光线杂乱无章,也遵循光的反射定律,故D错误。故选C。
36.在黄岩二月二的传统灯会上,某商家利用凸透镜在墙面(相当于光屏)上呈现“我黄岩”清晰的像(如图所示)。若F表示焦点,f表示焦距,则“黄岩”两字的光源应放在区域( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【解析】“黄岩”的像在二倍焦距以外,由此可知,“黄岩”成的是倒立、放大的实像,说明物距在一倍和两倍焦距之间;由过光心的光线传播方向不发生改变可知,物在位置②处,成像原理如图故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
37.如图所示是老年人专用指甲钳,手柄处嵌有辅助放大镜。下列分析正确的是( )
A.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成倒立放大的实像
B.当指甲置于透镜焦点内侧时,形成正立放大的虚像
C.该透镜为凹透镜,通过光线发散使物体视觉放大
D.该透镜为凸透镜,成像原理基于光的反射定律
【答案】B
【解析】AB.当指甲置于透镜焦点内侧时,根据凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,故A错误,B正确;
CD.辅助放大镜利用的是凸透镜,且利用成正立、放大的虚像,放大镜原理,故CD错误。
故选B。
38.在周杰伦《青花瓷》的歌词中“月色被打捞起”,水中月形成的原理与下列哪个现象原理是相同的( )
A.雨后彩虹的形成 B.筷子在水中弯折
C.日食月食现象 D.照镜子整理仪容
【答案】D
【解析】水中月是光的反射形成的。
A.彩虹是光透过空气中的小水滴,发生光的折射形成的,故A不符合题意;
B.筷子在水中弯折是光的折射现象,故B不符合题意;
C.日食、月食是光沿直线传播形成的,故C不符合题意;
D.照镜子整理仪容属于平面镜成像,其原理是光的反射,故D符合题意。故选D。
39.科学研究是以实验为基础。下列实验设计与实验目的不相符的是( )
A.将背景板向后折,是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B.用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.往碗中加水,是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D.将凹透镜放到凸透镜与蜡烛之间,是为了模拟近视的矫正方法
【答案】C
【解析】A.甲图中,将右侧背景板向后折,是为了探究反射光线、法线和入射关系是否在同一平面上,故A正确,不符合题意;
B.乙图中,用玻璃板代替平面镜,既可以让物体在里面成像,又可以通过玻璃看到后面移动的物体,从而找到像的位置,故B正确,不符合题意;
C.丙图中,往碗中加水,水面仍然是水平的,水中的筷子变弯,无法研究光从空气射入水中时折射角大小的变化,故C错误,符合题意;
D.丁图中,将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,可模拟研究近视眼的成因及矫正,故D正确,不符合题意。故选C。
40.为提升驾驶安全性,手机导航软件有抬头显示模式,此模式下手机显示画面与正常模式并不相同。如图甲所示,把此模式下的手机平放在挡风玻璃前,手机中导航信息成像在司机视野前方,不需要低头看手机屏幕。若司机观察到视野前方的像如图乙所示,则他观察到的手机上的导航界面图像为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】抬头显示器将驾驶台上的仪表显示的图像反射到挡风玻璃,属于平面镜成像,平面镜成像时,像与物体关于镜面是对称的,所以司机通过挡风玻璃看到的像与图像上下相反,看到的是等大的虚像,手机上的导航界面的图像与图A中所示的图像相同。故选A。
41.如图所示在研究平面镜成像特点的实验中,应该选择的蜡烛组合是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】平面镜成像应用了转换法,用不点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像进行对比,两者能够重合,说明像与物等大。平面镜成像成的是等大的虚像,所以应选择等大的蜡烛,一支点燃一支不点燃,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
42.如图所示,一只水鸟站在清澈浅水滩中觅食,其蹼足已浸入水中。下列现象由光在水面发生反射形成的是( )
A.黑影的形成 B.倒影的形成
C.看到水中的蹼足 D.各个角度能看到水鸟
【答案】B
【解析】A.黑影是光沿直线传播时,被不透明物体遮挡,形成的黑色区域,故A不符合题意;
B.水鸟发出的光在水面发生反射,从而形成倒影,故B符合题意;
C.看到水中的蹼足,是光从水中射入空气发生折射形成的,故C不符合题意;
D.从各个角度看到水鸟,是因为光在水鸟表面发生漫反射,故D不符合题意。故选B。
43.汽车“平视显示系统”是将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野前方,减少低头次数,提升行车安全。如图所示,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像的特点可知,像与物关于镜面对称,因此如图所示,司机通过挡风玻璃看到的“像”是A选项所示图片。故选A。
44.小科在研究凸透镜成像规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图位置,光屏上得到一个清晰的像。下列有关说法正确的是( )
A.放映电影就是利用该原理 B.呈现的是一个倒立放大的实像
C.若将光屏靠近凸透镜,所成的像变大 D.若将蜡烛远离凸透镜,所成的像变小
【答案】D
【解析】AB.图中物距大于像距,且能够成实像,根据凸透镜成像原理可知,成倒立、缩小的实像,生活中照相机利用该原理工作的,故AB错误;
C.若将光屏靠近凸透镜,由于物距不变,则成像特点不变,故C错误;
D.若将蜡烛远离凸透镜,根据凸透镜成像规律“物远像近,像变小”可知,所成的像变小,故D正确。故选D。
45.如图是一款黑科技阅读设备—“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术,开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上,直接在桌面上用手进行触控操作,犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是( )
A.桌面上所成的像是正立放大的虚像 B.投影仪的镜头是凸透镜
C.白色桌面便于反射各种色光 D.选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
【答案】A
【解析】A.投影仪在桌面上所成的像是倒立放大的实像,故A错误,符合题意;
B.物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,应用是投影仪,所以投影仪的镜头是凸透镜,故B正确,不符合题意;
C.白色不透明物体对光的作用是反射各种色光,黑色不透明物体对光的作用是吸收各种色光,所以白色桌面便于反射各种色光,故C正确,不符合题意;
D.桌面粗糙是为了让光发生漫反射,使人从各个角度都能看到图像,故D正确,不符合题意。故选A。
46.如图所示为一款能够感应红外线的玩具飞碟。
(1)红外线是一种电磁波,红外线的传播 (填“需要”或 “不需要”)介质。
(2)该玩具飞碟利用螺旋桨推动空气向下运动,同时实现竖直升空,其中蕴含的科学原理是
。
(3)该玩具飞碟电池储存的能量为3600焦,若保持 10 瓦的输出功率,理论上该玩具飞碟可以运行时间为 。
【答案】(1)不需要(2)力的作用是相互的(3)360秒
【解析】(1)电磁波的传播不需要介质,红外线是一种电磁波,所以红外线的传播不需要介质。
(2)当螺旋桨推动空气向下运动时,根据物体间力的作用是相互的这一原理,空气会对螺旋桨产生一个向上的反作用力,从而使玩具飞碟竖直升空。
(3)理论上该飞碟可以运行时间为。
47.某科学小组开展“自制温度计”项目化学习。图1和图2分别是两种不同类型的自制温度计作品。
(1)图1所示的温度计利用广口瓶内气体热胀冷缩原理工作,据此比较玻璃管上A、B两点刻度示数tA和tB的大小: 。
(2)图2所示的温度计利用金属棒热胀冷缩使杠杆绕支点O转动,带动激光笔发出的激光照射在标尺不同位置上以显示相应温度。为了确保该温度计能正常工作,在激光笔和标尺之间不能存在障碍物,这涉及到光的原理是 。
(3)从伽利略发明空气温度计开始,人们从感温物质和显示原理等角度不断改进温度计,逐步发展到今天精准的数字温度计。下列观点正确的是 。(可多选)
A.新产品的发明与普通人无关 B.产品开发以科学原理为基础
C.技术发展是不断改进的过程 D.仅数字温度计具备实用价值
【答案】(1)tA<tB(2)在同种均匀介质中光沿直线传播(3)BC
【解析】(1)当广口瓶内气体受热膨胀时,玻璃管内的红墨水会向下移动,故温度越高刻度较低,tA<tB。
(2)在同种均匀介质中光沿直线传播。若有障碍物,则会阻挡激光照射出相应温度。
(3)新产品的发明每个人都可以参与,但一定要以科学原理为基础。且技术的发展可以不断的进行改进,不同的温度计都有它的使用价值和使用场景,故AD错误,BC正确。故选BC。
48.学校运动会是同学们最喜欢的活动。因为不能近距离观看。同学们携带了望远镜、调焦照相机。还有家长使用了无人机拍摄。
(1)无人机拍摄时视野中出现了无人机的影子,这是由于 形成的;
(2)学生使用调焦照相机常采用改变像距的对焦方式,即向外或向内移动镜头(凸透镜)来增大或减小像距,使像成在底片处。若给更远的运动员拍摄照片,相机镜头应 移动(填“向外”或“向内”);
(3)100m赛跑时,小科前30m做加速直线运动,后70m做匀速直线运动,通过终点时的速度是,成绩是15s,无缘决赛,那么他在前30m的平均速度是 。
【答案】(1)光的直线传播(2)向内(3)6
【解析】(1)影子是由于光的直线传播形成的,光线经过不透明物体时被遮挡,光线照射不到的位置就形成了影子。
(2)根据凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”,若要给更远的运动员拍摄照片,即物距变大,则像距变小,故相机镜头应该靠近胶片,即向内移动。
(3)后70m所用时间为
则前30m所用的时间为
则前30m的平均速度为。
49.图1是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更 一些。像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面。童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴图2中
(填“甲”、“乙”或“丙”)所示的眼镜片。
【答案】短 乙
【解析由图1可知,鱼眼的晶状体曲度大,鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更小,导致在陆地上观察物体时,像会成在视网膜的前面。为了看清远处的物体,美人鱼上岸后应佩戴具有发散光线能力的凹透镜,使像延后会聚,成在视网膜上,图2中乙是凹透镜,应该配戴图2中乙所示的眼镜片。
50.如图甲所示是装在高处的广告投影灯,可在地面上投射出广告图标,其内部结构如图乙所示。
(1)人们看到的广告图标是广告片通过凸透镜在地面上成的 (选填“虚像”或“实像”)。
(2)人们能从各个方向看到地面上的广告图标是因为光在地面发生 (选填“漫”或“镜面”)反射。
(3)要使地面上的广告图标变得更大,可进行的操作是 。
【答案】(1)实像(2)漫(3)适当减小广告片与凸透镜距离并适当增加投影灯到地面距离
【解析】(1)广告图标能呈现在地面上,是由实际光线会聚而成,所以是实像。
(2)人们能从各个方向看到广告图标,是因为光在地面发生漫反射,反射光线射向各个方向。
(3)要使像变大,根据凸透镜成像规律,物近像远像变大,应适当减小广告片与凸透镜距离(减小物距),并适当增加投影灯到地面距离(增大像距)。
51.小湖用放大镜观察报纸上的字是正立、放大的,观察远处的居民楼是倒立、缩小的,他好奇,物体经过凸透镜所成像的正倒、大小跟物体与凸透镜的距离有什么关系,设计了实验进行探究。
步骤一:选择一块凸透镜,测出其焦距为10.50厘米。
步骤二:把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节它 们的高低使三者的中心大致处于同一高度。
步骤三:点燃蜡烛,把蜡烛放在距离凸透镜30.00厘米的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰 的像,观察像的正倒、大小特点,测量光屏到凸透镜的距离,记录在表格中。
步骤四:将蜡烛逐次移近凸透镜,重复实验,将数据记录在表格中。
实验次数
物距(厘米)
像的性质
像距(厘米)
1
30.00
倒立、缩小的像
16.12
2
20.00
倒立、放大的像
22.12
3
10.00
正立、放大的像
(1)该实验的自变量是 。
(2)步骤一测量凸透镜焦距的方法是
。
(3)第3次实验小湖没有记录像距的原因是 。
(4)分析实验数据,小湖得出结论“当物距大于两倍焦距时,物体经凸透镜成倒立缩小实像;当物距在一倍两倍焦距之间时……”。同学们质疑,物体经凸透镜成倒立缩小实像时,物距为什么是大于两倍焦距,而不是大于2.2倍焦距、2.5倍焦 距。为了回应同学们的质疑,你认为需要进行进一步的实验是 。
【答案】(1)蜡烛与凸透镜的距离
(2)让凸透镜正对太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,直到纸上的光斑变得最小、最亮,测出这个光斑到凸透镜的距离
(3)第3次实验所成的像是虚像,不能呈现在光屏上,无法测出像距
(4)应设置物距为2倍焦距、2.1倍焦距、2.2倍焦距等,多次实验。
【解析】(1)实验探究物体经过凸透镜所成像的特点与物体到凸透镜距离之间的关系,因此该实验的自变量是蜡烛到凸透镜的距离。
(2)略
(3)由表中数据可知,第3次数据中,成正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上,无法测出像距。
(4)为了使实验结论具有普遍性,应设置物距为2倍焦距、2.1倍焦距、2.2倍焦距等,多次实验。
52.某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜进行以下探究实验,装置如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,先在两个透明长方体玻璃容器中喷入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜制成水透镜,再将其放在两个玻璃容器之间,如图甲所示。让一束光沿箭头方向射入玻璃容器,经水透镜折射后光将 (选填“偏离”或“偏向”)主光轴,使用蚊香烟雾的原因是 ;
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,应将水透镜 (选填“向上”或“向下”)移动;
(3)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如下表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为 cm。
次数
1
2
3
4
5
物距(cm)
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距(cm)
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
【答案】(1)偏向 显示光路(2)向下(3)5.0
【解析】(1)由图可知,水透镜的形状相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折。在玻璃容器中充入蚊香烟雾,当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,便于显示光路。
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,根据过光心的光线传播方向不变,应将水透镜向下移动。
(3)根据凸透镜成像规律,当物距和像距均等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像。由第3组数据可知,物距和像距均等于10.0cm,则有,解得此水透镜的焦距。
53.某同学对凸透镜成像的内容非常感兴趣,课后利用焦距不同的凸透镜(焦距分别为12cm、15cm、18cm、20cm)进行实验。
(1)选用焦距为15cm的凸透镜,点燃蜡烛后,移动光屏位置,直到能成清晰的像,如图所示(像未画出),这个像是倒立、 的实像;
(2)更换一个焦距为12cm的凸透镜,保持凸透镜和光屏的位置不变, (填“向左”或“向右”)移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像;
(3)上述实验现象可以模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处物体的过程,看近处物体时,人眼晶状体对光的偏折能力 (填“变强”“不变”或“变弱”)。
【答案】(1)缩小(2)向右(3)变强
【解析】(1)如图所示,物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上成倒立、缩小的实像。
(2)更换一个焦距为12cm的凸透镜,焦距变小,凸透镜对光的会聚能力增强,则像距变小。保持凸透镜和光屏的位置不变,要在光屏上再次成清晰的像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,应向右移动蜡烛,减小物距,从而增大像距。
(3)看近处物体时,人眼晶状体对光的偏折能力变强,焦距变小,使得像也能成在视网膜上。
54.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中,某同学移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图1所示,此时所成像的特征是 。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到 厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,他模拟了近视和远视的矫正。图乙中,给透镜A戴上“眼镜”(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下“眼镜”后,光屏上的像变模糊,如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰,应将蜡烛向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
【答案】(1)倒立、放大的实像(2)45.0(3)①③(4)远离
【解析】(1)由图1可知,刻度尺的分度值为1cm,蜡烛在15.0cm刻度处,凸透镜在30.0cm刻度处,光屏在60.0cm刻度处,因此物距像距满足,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(2)凸透镜成像中光路可逆,保持蜡烛和光屏位置不变,当物距变为原来的像距30cm时,可再次成清晰的像,此时透镜的位置为因此透镜移到45厘米刻度处。
(3)如图甲所示,实验一段时间后,蜡烛变短,像移动到光屏的上方,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,正确的操作为①③。
(4)凸透镜对光线有会聚作用,戴上凸透镜B后,光线提前会聚,像成在光屏上;摘下B后,光线会聚能力减弱,像成在原光屏的后方(远离透镜一侧)。要使像重新成在原光屏位置,需要减小像距,根据凸透镜成像规律:物距越大,像距越小,因此应将蜡烛远离透镜,增大物距来减小像距,使像清晰成在光屏上。
55.某项目化学习小组想要制作“针孔照相机”,并制定了产品评价量表如下。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能成像,清晰
能成像,不够清晰
不能成像
指标二
像的大小可调节且能调至足够小
像的大小可调节但不能调至足够小
像的大小不可调节
该小组在外筒左侧的底部中心开了一个小孔、外筒右侧开口,将A、B两端都开口的内筒插入外筒,如图甲所示。
(1)针孔照相机成像的原理是 。
(2)为使针孔照相机的两个指标均达到优秀,应将半透明纸包在内筒的 (填“A”或“B”)端。
(3)为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的?请在图乙中画图解释。
(4)将镜头对准燃烧的蜡烛“拍摄”,为了使半透明纸上的像变得更大一些,应进行的操作是
。
【答案】(1)小孔成像(2)A(3)(4)将内筒向右移动
【解析】(1)针孔照相机是光通过小孔沿直线传播成像的,所以是利用小孔成像原理来成像的。
(2)半透明塑料薄膜相当于光屏,若光屏在外,则外面光线强而不易观察到光屏上的像,所以,为了使成的像更清晰,便于观察,应将半透明纸包在内筒的A端。
(3)小孔成像是光的直线传播形成的,C点的光线通过小孔后射到光屏的下部C′点,D点的光线通过小孔后射到光屏的上部D′点,据此画图。
(4)将镜头对准燃烧的蜡烛“拍摄”,像离小孔越远,成像越大,半透明纸应远离小孔,将内筒向右移动,使半透明纸上的像变得更大一些。
56.研学活动中,小明参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜,通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图丙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,实验记录如下表。
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
正倒
大小
1
24.0
倒立
缩小
17.2
2
22.0
倒立
缩小
18.8
3
20.0
倒立
等大
20.0
4
18.0
倒立
放大
22.4
5
16.0
倒立
放大
27.0
……
凸透镜成缩小实像时,物距 (选填“>”、“<”或“=”)像距;
(3)小明受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f<u<2f。小华对小明的观点提出了质疑,他继续减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像。小华撤去光屏,从图丙中 侧(选填“A”或“B”)向透镜方向观察,看到了正立放大的像,测得物距为8.0cm,他推测u和f的关系应为u<f。请判断哪位同学的推测合理,并说明理由:
。
【答案】(1)10.0(2)>(3)B 见详解
【解析】(1)由图乙可知,刻度尺的分度值为1cm,凸透镜的位置在10.0cm刻度处,光屏上最小最亮的光斑的位置为焦点的位置,则焦点的位置在20.0cm刻度处,所以凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)凸透镜的焦距为10.0cm,根据表格中的数据可知,凸透镜成缩小实像时,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距,所以物距大于像距。
(3)减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像,即蜡烛成的像是虚像,由凸透镜成像规律可知,蜡烛成的虚像与蜡烛同侧,所以小华撤去光屏,从图丙中B侧向透镜方向观察,看到了正立、放大的像。小华同学的推测合理,因为博物馆木牍上的字所成的是正立、放大的像,小华推测的依据是实验中看到正立、放大的像,与博物馆看到的现象一样。
57.兴趣小组同学在“拓展课”中对光学的有关实验进行了进一步的研究:
(1)小阳利用3只相同的蜡烛和透明玻璃板进行实验(如图甲),当A烛焰的像恰好落在B蜡烛位置时,从俯视图观察到“B蜡烛被点燃”的现象。若要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的 。
A. B.
C. D.
(2)小阳把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,位置如图乙,恰好能在光屏上成清晰的倒立、
(填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小阳用易拉罐制成如图丙的针孔照相机,若仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状 (填“会”或“不会”)改变。
【答案】(1)C(2)缩小(3)不会
【解析】(1)平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以镜面在AC两点的对称轴上,结合轴对称知识可知,只有C选项平面镜位于AC连线的对称轴上,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
(2)如图乙所示,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
(3)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像;小孔成像与物体的形状相同,与小孔的形状无关,所以,仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状不会改变。
58.学校科技节开展“水流光纤”实验探究,同学们查阅资料得知:一定条件下光在水流中通过全反射原理传输,某科学小组利用透明塑料瓶、激光笔、清水等材料模拟光纤原理。在距瓶底10cm处开一直径2mm的小孔(接出水管),注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射(如图丙所示),观察实验现象。
(1)根据图甲与图乙分析,在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的主要原因是
(填字母);
A.水流对光的折射作用 B.光在水流表面发生多次全反射
C.水流的颜色吸引了光线 D.光在水中的传播速度较快
(2)实验中,水流需满足的条件:水流必须足够 (选填“透明”或“浑浊”),才能清晰地观察到光沿水流传播的现象,原因是 ;
(3)某小组用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为
。
【答案】(1)B(2)透明 透明水流才能让光线通过并发生全反射(3)见解析
【解析】(1)在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的原理和光纤中光的传播原理类似,光在水流表面发生多次全反射从而使光能够沿着弯曲的水流传播。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
(2)实验中,水流需足够透明。因为如果水流浑浊,光在传播过程中会被水中的杂质散射,就无法清晰地观察到光沿水流传播的现象,只有水流透明,光才能在水流中顺利地通过全反射传播,从而被我们清晰地观察到。
(3)用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为:光直线通过塑料瓶后,沿弯曲水流传播,在水流落点处可观察到明亮的光斑,这是因为光在水流中发生全反射,随着水流传播到水盆中。
59.甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是 (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛 B.在玻璃板前蜡烛A这一侧 C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的 实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
【答案】(1)便于确定像的位置 B(2)放大
【解析】(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜,因为玻璃板透光,既能看到蜡烛A的像,又能看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。因为平面镜所成的像是虚像,是由光的反射形成的,反射光线位于蜡烛A这一侧,所以应在玻璃板前蜡烛A这一侧观察蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合,故选B。
(2)由图乙可知,烧瓶和烧瓶内的水相当于凸透镜,成像时,物距小于像距,根据凸透镜成实像时的规律可知,此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像在二倍焦距以外。
60.某科学小组用图1所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一 。
(2)图1中光屏上恰好成清晰的像,该像的性质是倒立、放大的 像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,则接下来应该先移动 。
(4)小组同学改用图2装置来探究近视眼和远视眼的成因,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里 (填“注水”或“抽水”)。
【答案】(1)高度(2)实(3)蜡烛(4)注水
【解析】(1)实验时,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一高度,目的是使像成在光屏的中央。
(2)由图1可知,物距小于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,接下来应该先移动蜡烛,改变物距,然后再移动光屏,找到清晰的像。
(4)近视眼是由于晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜前方。当向水透镜里注水时,水透镜的焦距变小,折光能力变强,所以若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里注水。
61.如图所示,小港同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
(1)小港同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);若仅将蜡烛和光屏互换位置,则光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(2)此时水透镜的焦距可能是 。
A. B. C.
(3)小港同学想要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜 (选填“注水”或“抽水”)。
【答案】(1)照相机 能(2)B(3)注水
【解析】(1)由图可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。因为光的折射中光路是可逆的,保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则物距等于原来的像距,光屏上能成倒立、放大的实像。
(2)由图可知,蜡烛距离透镜的距离(物距)为u=70.0cm-20.0cm=50.0cm
根据凸透镜成像规律,此时50.0cm>2f,解得:f<25.0cm
光屏距离透镜的距离(像距)为v=90.0cm-70.0cm=20.0cm
根据凸透镜成像规律,此时f<20.0cm<2f,解得:10.0cm<f<20.0cm
所以凸透镜焦距的范围为10.0cm<f<20.0cm,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
(3)近视眼是由于晶状体太厚,折光能力强,使像成在视网膜之前,要模拟近视眼看东西模糊的情景,应该把水透镜注水,使其变厚。
62.在研究“光的反射定律”时,小科设计了如图实验装置。半圆形滑轨固定在水平底座上,其圆心O处放置一小平面镜,红色激光笔A可以沿滑轨自由滑动,发射的激光始终对准圆心O点:L形支架上激光笔B发出绿色激光,该激光垂直于平面镜射入圆心O点。
(1)实验中激光笔B发出的绿色激光用于模拟 (选填“入射光线”、“反射光线”或“法线”);
(2)实验过程中,小科观察不到激光的传播路径。请你提供一种能将光路显示出来的措施:
;
(3)光路显示出来后,小科从半圆形滑轨的侧面某一位置观察。发现所有光束刚好重合,经多次改变红色激光的入射角度均能出现这种现象。由此可以得出的结论是:
。
【答案】(1)法线(2)见解析(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【解析】(1)法线与平面镜是垂直的,且在入射光线和反射光线之间,因此激光笔B发出的光垂直射向平面镜上的O点,可以显示法线的位置。
(2)先用加湿器使某透明容器内充满雾气,将实验装置放到这个充满雾气的透明容器内,这样能显示出光的传播路径。
(3)当我们观察到入射红光、入射绿光和反射红光看起来重合时(即只能观察到一条光线时),可根据光的传播路径来判断反射光线,入射光线和法线在同一平面内。
63.小科在项目化“制作凸透镜”的实践中,更加深刻地理解了凸透镜的相关知识。
(1)制作凸透镜:用剪刀在塑料矿泉水瓶的凸起部位剪取一样大小的两块塑料片,凸起部位朝外,中间装满水,用热熔胶封闭连接处。然后测焦距,方法为
;
(2)评估检测:“制作凸透镜”的评价量规表如下所示,其中“?”可填: ;
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
结构完整与美观效果
不漏水,有手柄且美观
不漏水,无手柄,美观
?
(3)小文测出此凸透镜的焦距为,在研究凸透镜成像的规律时,有一组实验是将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置,此时成像特点: ;
(4)将蜡烛换成“F”形的LED。灯x光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后的一个优点: 。
【答案】(1)见解析(2)漏水、无手柄、不美观(3)倒立缩小的实像(4)判断物像的方向
【解析】(1)一般测量凸透镜焦距的方法是:将凸透镜正对太阳光,用白纸在另一侧接收光线。调整透镜与纸的距离,使纸上的光斑最小、最亮。用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,即为焦距。
(2)作品等级分三个等级,最差的等级应该是三个指标都未完成,即漏水、无手柄、不美观。
(3)由图知物距在二倍焦距之外,类似于照相机,因此为倒立缩小的实像。
(4)用“F”形的LED灯可以非常清楚地判断物像的方向。
64.小强做光的色散实验,看到白光经三棱镜折射后,光屏上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光带(如图甲所示)
(1)请你根据白光经三棱镜折射情况,在图乙中画出红光、紫光经凸透镜折射后的光线(图中a、b两点表示焦点)。
(2)小强继续利用这个凸透镜探究凸透镜成像规律。如图丙所示,适当移动在光具座上的蜡烛和透镜的位置,在光屏上得到一个缩小的像,根据光路可逆,当透镜向__移动时(选填“左”或“右”),又会在光屏上得到一个放大的像。
(3)小丽发现,蜡烛燃烧变短,要使像重新成在光屏的中心,应将凸透镜向__调(选填“上”或“下”),调好后,烛焰中心在凸透镜__(选填“主光轴的上方”“主光轴的下方”或“主光轴上”)。
【答案】(1)(2)左(3)下 主光轴的下方
【解析】(1)由光的色散现象可知,不同的单色光通过棱镜时的偏折程度不同,红光的偏折程度最小;紫光的偏折程度最大,如图所示:
(2)凸透镜成像中,光路是可逆的,只需将蜡烛向左移动,使像距与物距相互交换。
(3)实验过程中,由于蜡烛燃烧变短;蜡烛燃烧变短时,因为凸透镜成实像时,所以要使像重新成在光屏的中心,应将凸透镜向下调。调好后,因光屏的位置较高,此时烛焰中心在凸透镜主光轴的下方。
65.小明在学习了凸透镜成像规律后,继续深入探究。
凸透镜编号
焦距/cm
直径/cm
①
5
3.5
②
5
4.5
③
10
4.5
④
15
4.5
(1)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图所示,则小明看到的像应是 (选填字母);
(2)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
【答案】(1)D(2)①②
【解析】(1)由图可知,,此时成倒立、缩小的实像,像与物位置左右、上下颠倒,则看到的像为D选项所示。
(2)要研究凸透镜成像规律与凸透镜直径的关系要控制其他量一定,改变直径,因此①②符合要求。
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